microRNA研究现状
马菲菲，吕长坤*，万雪莲，王长海，袁学杰，马红英
【摘 要】摘要:MicroRNAs(miRNAs)是近年来发现的一种非编码的小RNA，长度仅22个核苷酸左右，普遍介导基因转录后的调节，参与调控机体各种生理进程。miRNA与多种疾病的发生发展密切相关。本文对miRNA的来源、合成、功能、与疾病的关系等方面研究进行综述。 【期刊名称】生物信息学 【年(卷),期】2011(009)003 【总页数】4
【关键词】关键词:MicroRNA;生物合成;生物功能
1 什么是microRNA
小分子RNA(miRNAs)是进化保守的、内源性的、非编码小RNA(长度21-25个核苷酸)，它是在植物、动物、病毒分子、甚至是单细胞有机体、绿藻、衣藻基因调控分子中更典型的一种［1］。miRNAs在调控许多蛋白质编码基因表达方面有着非常重要的生物学作用，主要是裂解互补的mRNA或是抑制它的翻译。当它与mRNA不完全互补配对时，会抑制翻译的过程;而当它与mRNA完全互补配对时，则切割或降解mRNA［2］。其结果是导致相应蛋白质合成的缺失或者减少，导致疾病的发生。
2 MicroRNA的发现
第一个被发现的miRNA lin-4，是1993年Lee在研究线虫(C.elegans)发育的时候发现的。他发现lin-4并不编码蛋白，能以不完全互补的方式与其靶mRNA的3’端的特定区域相互作用来抑制靶mRNA lin-14的表达，最终导
致lin-14蛋白质合成的减少，调控着线虫的发育。直到2000年第2个miRNA——控制幼虫向成虫转变的miRNA let-7才被发现［3］。
研究发现miRNA在线虫、果蝇和人类中有高度保守区间，并且在表达上具有时空特异性。此后对miRNA的研究才逐渐增多起来。至今，最新版本的miRNA数据库(miRBase，http://www.mirbase.org/)收录的植物、动物和病毒的microRNA序列已经达到15 172种，其中人类的占928种。
3 MicroRNA的生物合成
MiRNA是在DNA聚合酶Ⅱ的作用下从DNA转录成为一个原始miRNA(pri-miRNA)［4］。这些Pri-miRNA能转录成为大于1kb甚至是更长的miRNA，在核内，pri-miRNA经RNaseⅢ-Drosha加工释放发夹中间体——前体miRNA(pre-miRNA)［5］。然后由依赖RNA的核转运受体家族成员输出蛋白-5(Exportin5)将pre-miRNA运至细胞浆［6］。一旦到达细胞浆，pre-miRNA通过胞浆RNaseⅢDicer进行第二次加工［7］，pre-miRNA被裂解成瞬时miRNA双体，它的一条链通过未知RNA酶降解，而另一条链保留成为成熟的miRNA，参与构成效应复合物——RNA诱导沉默复合物(RNA—induced silencing complex，RISC)。miRNA的生物合成过程见下图1。
miRNA生物合成过程:①在细胞核内转录miRNA基因，生成长的原始miRNA(pri-miRNA);②在RNase分解酶III的作用下长的原始miRNA(pri-miRNA)分解成包含大约70nt的发夹状的前提miRNA(pre-miRNA);③pre-miRNA经Exportin5运至细胞浆，在RNase分解酶III-Dicer的作用下转化为成熟的miRNA;④成熟的miRNA，在TRBP参与构成效应复合物-RNA诱导沉默复合物(RNA-inducedsilencingcomplex，RISC);⑤DGRB8和TRBP是
RNA合成过程中的结合蛋白。
4 MicroRNA的生物学功能
在各类小分子RNA中，miRNA具有最广泛的基因调节功能［8］，它能对基因活动(生长、分化、凋亡及应激反应等)的各个层面进行调节。miRNA在大多数哺乳动物中的目标物质是mRNA［9］。首次描述miRNA生物学作用是在蠕虫和果蝇的发育过程中发现的，随后发现miRNA在脊椎动物发育、细胞分化和疾病的各个方面都有牵连［10］。miRNA可参与生命过程中的一系列重要进程，包括早期胚胎发育、细胞增殖、细胞凋亡、细胞死亡，甚至可通过miRNA途径调节干细胞的分化。miRNA的调节功能主要体现在以下方面: 4.1 调节细胞周期
miRNA对细胞周期有反馈调控作用，这种反馈调节的机制在细胞中广泛存在。miR-17-92簇中的miRNA，比如miR-17-5p和miR-20a可以被转录因子E2F转录活化，这些活化的miRNA均可靶定E2F的mRNA，影响E2F的蛋白合成，预防细胞周期中的关键分子E2F的异常积累，对增殖信号进行严格控制［11］。
4.2 调节干细胞自我更新过程
干细胞与肿瘤细胞一样都可以持续分裂。因此，如何恰当调节细胞分裂，既保证不会导致组织产生缺陷，又不至于过分增殖恶化为肿瘤是当前干细胞研究的一个重要问题在多能的胚胎干细胞中，有特殊miRNA的簇集表达，这些miRNA明显区别于分化之后的胚胎和成体，暗示这些miRNA在干细胞自我更新中起重要作用，并具有高度保守性［12］。 4.3 调节细胞分化
microRNA研究现状
